ABB单相电压监视继电器在低压母联备自投回路中的应用

倪红芳  ,徐志强, ,王海英

中国石油兰州石化公司机电仪运维中心电气一部  甘肃兰州 730060

【摘要】0.4kV低压进线、母联备自投是低压电气系统中非常重要的保护装置，近年来随着炼油化工行业对电气系统的可靠性要求越来越高，对进线、母联备自投的可靠动作、运行要求也越来越高。本文着重对结合维护区域内0.4kV变电所进线、母联备自投原理,对电压继电器存在的问题进行分析，通过对控制回路进行改造、使用ABB单相电压监视继电器，提高低压母联备自投正确动作率，提高供电可靠性。

【关键字】ABB单相电压监视继电器；改造；母联备自投；

0引言

备自投装置是保障电力系统供电连续性的重要保护装置，石油化工行业属于高危行业，其特殊的生产环境对供电可靠性提出考验，在生产过程中不允许正在运行的设备由于失电而停机，造成连续生产过程中断，引起生产波动、甚至整套生产装置陷入瘫痪。这样不仅产生废料、有毒有害气体泄漏，造成环境污染，还可能引起火灾爆炸、人员中毒等事故，给企业造成巨大经济损失。因此石油化工行业，其设备供电的稳定性及可靠性至关重要，低压母联备自投的完好性尤为重要。

1低压母联备自投现状及存在问题

1.1  低压母联备自投的现状

我厂0.4kV变电所目前采用的供电方式大多为：一座变电所有两条进线正常情况下分段运行,母联开关在热备用位置。若上级电源由于某种原因造成其中一条进线开关失电或跳闸,通过电压继电器检测和时间继电器配合，驱动母联断路器自动合闸，由带电的一段母线

带全所负荷。

     1.2 低压母联备自投存在的问题

目前我厂大部分变电所0.4kV进线使用的电压继电器大多为许继电压继电器, 低压母联备自投在每段进线中使用2个电压继电器，采用线电压接线控制方式，即两相电压接一个电压继电器，分别采集进线侧母线的线电压。该系列的继电器不仅自身故障率高、接点动作不可靠、而且体积大，而且没有报警或故障显示；维护人员在系统正常运行情况下，无法对电压继电器的运行状态和完好性进行检查判断，所以其低压备自投的完好性不能确定，为电气系统的安全运行埋下了隐患。

2  ABB单相电压监视继电器介绍

2.1  ABB单相电压监视继电器的概况

ABB单相电压监视器是一种有源器件，其动作的前提是必须有工作电源,可用于单相交流或直流系统的过电压监视或欠电压监视，被监视的电压接到端子，模块根据开路原则工作，在过压或者欠压的状态下动作，使其外部接点状态的变化。它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。具有显示直观、操作简便，性能稳定、精度高等特点。

2.2  ABB单相电压监视器的功能研究

ABB单相电压监视器有过电压监视和欠电压监视两种功能，我厂低压进线原理图中使用的功能是欠电压功能。我们通过自耦变压器完成控制回路接线，使用失电延时动作，接监视器常开触点11-12或21-22，当监视器动作常开触点闭合，回路导通，失电延时时间继电器动作，进线断路器分闸，母联备自投动作，母联断路器合闸。

在保证A1-A2接的控制供电电压Us一直存在，释放阈值调节（磁滞）为3%，测量范围调节为30-300V，通过调节阈值和调节测量电压B-C两端电压看R黄色LED状态及11-12等状态确定其动作，得到如表1、表2所示的欠电压试验数据。

2.2.1欠电压试验记录

通过调节单相电压监视器相关参数，检测出节点动作电压值如下表：

参数类别	第一组	第二组	第三组	第四组	第五组	第六组	第七组
Hyst(%)	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%
U(V)	3	6	9	12	15	18	21
Range	300	300	300	300	300	300	300
TV(s)	0	0	0	0	0	0	0
动作电压	30V	60V	90V	120V	150V	180V	210V

表1  欠电压试验记录表

2.2.2 单相电压监视器欠电压动作状态

输出继电器节点状态	A1A2电压正常	A1A2失电
BC电压正常	11、12闭合 11、14断开 21、22闭合 21、24断开	11、12闭合 11、14断开 21、22闭合 21、24断开
BC电压低于整定值	11、12断开 11、14闭合 21、22断开 21、24闭合	11、12闭合 11、14断开 21、22闭合 21、24断开
BC完全失电	11、12断开 11、14闭合 21、22断开 21、24闭合	11、12闭合 11、14断开 21、22闭合 21、24断开

表2 单相电压监视器欠电压动作状态记录表

由上表可以看出，在保证A1-A2接的控制供电电压Us正常时，当阀值为3到24区间时，测量电压在<225V的区间内，某个阀值对应一个动作电压，输出继电器欠电压动作；当阀值为大于24时，测量电压在大于225V的区间继电器动作，对实际应用意义不大，因为相电压最大也就是240V，就没有欠电压动作一说。但是要注意 ：送电时，先送监视电源，再送供电电源，如果先送供电电源，再送监视电源，低电压继电器将处于动作状态。

3.低压进线开关柜改造

3.1 改造前

拆除原有低电压继电器，全部更换为3台ABB CM-ESS低电压继电器，并且电压监测回路都为相-N接线方式，与继电器控制回路独立使用，电压监视继电器线圈在正常运行时不吸合，只有在进线失电或电压低于设定值时电压监视继电器动作后吸合。使电压监视继电器不容易损坏使用寿命更长，同时电压监视继电器故障后LED故障状态指示灯会点亮，巡检人员在巡检时能及时发现。其安装及电压检测接线图如下图2。

图2 改造前电压继电器的安装及接线图

3.2改造后

ABB CM-ESS.2电压监视继电器的电压监测接点与继电器线圈工作电压接点独立使用，分别接不同的电源。监视电压接于B、C，（B接火线，C接N）监视电压取自母线相电压，三相分别进行电压监视。其安装及电压检测接线图如下图3

图3 改造后电压监视继电器的安装及接线图

工作电源接于A1、A2，电源取自操作电源。输出电压监视接点在正常运行时不闭合，只有在母线失电（三相电压都失电）或三相电压都低于设定值时电压监视继电器动作，接点才闭合。当Ⅰ段进线失电时，ABB单相电压监视器检测到低电压，1FV1、1FV2、1FV3常开触点闭合，通过本侧开关触头使得1KT时间继电器得电，并延时动作，1KT延时闭合常开触头，在Ⅱ段三相电压全部正常的情况下，通过本侧触头使得2FV1、2FV2、2FV3常闭开关得电，使得分闸线圈F1ST得电，Ⅰ段进线实现自动分闸功能,同时自投闭锁时间继电器3KT得电并延时动作，3KT延时闭合常开触头，通过本侧触头使得母联柜合闸线圈H1ST得电，母联开关自动合闸，完成母联备自投的整个过程。

4结论

改造后的进线、母联备自投低电压继电器运行良好，能满足生产装置对供电系统可靠性的运行要求。实践证明，ABB单相电压继电器具有可靠性较高，便于安装、维护的优点，克服了传统电压继电器的故障率高体积大，维护不变等缺点。降低了车间因电压继电器故障造成低压备自投误动作或不自投故障率，满足了低压备自投实际运行的要求。不仅为装置的安全供电提供可靠的保障，还为以后解决低压备自投故障积累了经验。王海英  18394660772  甘肃省 兰州市 西固区 花园小区

1号楼，132号